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电动汽车车载充电机及其相关技术研究

朱光欢  
【摘要】:随着现代高新技术的发展和当今世界环境、能源两大难题的日益突出,电动汽车以优越的环保和节能特性,成为了汽车工业研究、开发和使用的热点。 充电模块作为电动汽车的一个重要组成部分,其技术水平对电动汽车的发展起着举足轻重的作用。目前的充电方式主要以非车载充电为主,但其建设成本高,无法满足用户自行充电的需求。而另一种充电方式车载充电在可靠性、效率、控制精度方面存在不足,因此高效率、低损耗以及高安全系数的车载充电设备是当前研究的一个热点。 本论文论述了一种应用于电动汽车的车载充电机控制器,提出了充电控制机的设计方案,给出了车载充电机控制器的主电路结构、工作原理和系统软件设计方案。采用STM32为中央控制芯片,集中处理系统事务。针对车载充电机控制器和电池管理系统之间的通信的特点以及充电系统对实时信息通信的高性能需求,采用以CAN总线作为网络底层协议,以SAE J1939协议和TTCAN协议作为网络的上层协议的分层网络结构。TTCAN是一种基于时间触发机制的协议,可以显著改善消息的实时性能。SAE J1939本身应用于中重型道路车辆,在此借鉴其协议规范定义新的网络应用层。电压和电流传感器实时监测充电回路的电压和电流值。充电机控制器根据地面充电装置提供的信号、传感器测量值结合电池管理系统的电池状态来实时调节充电过程。采用PID控制算法加快响应速度,提高控制精度。 最后通过实验测试,验证了分层网络结构的有效性,引导电路的合理性,检验了方案可行性,达到了预期的效果。


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